地基變形原因分析范文

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《南方國土資源雜志》2015年第五期

1變形原因分析

1.1淺層巖溶對地基變形的影響基巖表面向上開口狀溶蝕裂隙直接與上覆土體接觸，而且基巖面的溶蝕裂隙常與地下水巖溶管道相連，是地下水滲流的良好通道，也是塌陷物質(zhì)良好的儲運空間。而溝槽面上一定范圍內(nèi)的土體在地下水長期滲透和浸泡下，多呈軟塑流塑狀態(tài)，其抗沖刷和抗?jié)撐g能力差，極易被地下水帶走形成土洞而發(fā)生塌（沉）陷。因此，淺層巖溶極發(fā)育，且存在規(guī)模較大的開口向上的溶溝（槽），是該樓地基嚴(yán)重變形的原因之一。

1.2覆蓋層特征對地基變形的影響場地覆蓋層主要為粉質(zhì)粘土或紅粘土組成的一元結(jié)構(gòu)土體，而紅粘土復(fù)浸水特性分類為I類[3]，且土層厚度較薄，一般為6~12m，因此容易產(chǎn)生沉陷。

1.3地下水活動對地基變形的影響場地地下水以巖溶潛水動態(tài)特征為主，主要動態(tài)要素如水位、流量等對降雨反應(yīng)敏感。據(jù)場地地下水位統(tǒng)測資料（表2）可知地下水位變化區(qū)間為83.13~88.99m。而基巖面標(biāo)高為73.52~84.24m，故地下水位主要在基巖面附近波動。在天然條件下，地下水位于基巖面附近波動，容易對土體進行潛蝕，長期作用易形成崩解，使之形成土洞并產(chǎn)生地面沉陷。

1.4人類工程活動對地基變形的影響

1.4.1抽取地下水對地基變形的影響場地附近村屯對地下水的開采量較大，大量地抽取地下水，對場地主要造成以下影響：（1）引起地下水水位升降，加劇地下水位波動，促進土洞形成與發(fā)展，誘發(fā)沉陷。水位反復(fù)升降，引起一系列正負(fù)壓力變化和浮托力與土重量增減，并使?jié)B透潛蝕作用與滲透變形增大，促進土層崩解等作用，從而促進土洞的形成與發(fā)展和加快沉陷產(chǎn)生的速度。（2）引起水動力條件突變，從而誘發(fā)沉陷。當(dāng)進行大流量、大降深抽水時，常因水位下降和地下水流速突增、水動能增加，加大了地下水對覆蓋層中細(xì)小顆粒的搬運動力，導(dǎo)致原來充填或半充填于巖溶裂隙、管道中的粘土被帶走，使巖溶通道得到疏通，導(dǎo)致與巖溶管道連通的土洞（覆蓋層）穩(wěn)定性受到破壞而產(chǎn)生沉陷。

1.4.2周邊工程活動對地基變形的影響

4號樓周邊的5、6號樓均采用沖孔灌注樁施工工藝，沖孔時所產(chǎn)生的振動力，使土體的顆粒或巖體的巖塊之間產(chǎn)生壓縮—拉伸和剪切作用，使巖、土體結(jié)構(gòu)受到破壞，力學(xué)強度降低，從而引起巖土體開裂及產(chǎn)生位移等變形，加之巖溶空腔中的地下水因受振動力作用對覆蓋層產(chǎn)生沖擊作用，由此降低了土體穩(wěn)定性,導(dǎo)致土體失穩(wěn)產(chǎn)生沉陷。

1.5周邊巖溶塌陷對地基變形的影響受帽合村巖溶地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害影響，該樓場地孔隙水壓力驟升，在高孔隙水壓力與結(jié)構(gòu)自重在地基中引起的附加應(yīng)力共同作用下，溶洞頂板及溶槽壁的不連續(xù)結(jié)構(gòu)面尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致巖體閉合裂隙擴張，并沿結(jié)構(gòu)面對巖體產(chǎn)生劈裂破壞和萌生新生裂紋，形成新的裂隙網(wǎng)絡(luò)[8]，由此導(dǎo)致溶槽壁與溶洞頂板強風(fēng)化巖體發(fā)生疊加破碎，從而破壞了地基巖體的完整性，降低了巖體強度，導(dǎo)致溶洞頂板因承載力降低，在荷載作用下發(fā)生塌落。通過以上分析，筆者認(rèn)為：淺層巖溶極發(fā)育、土層厚度較薄、地下水長期在土巖交界面活動構(gòu)成了地面沉陷的基本條件，加之人類工程活動和周邊巖溶塌陷的影響，造成4號樓場地發(fā)生2處地面沉陷（圖3中C2和C3），從而使4號樓地基發(fā)生嚴(yán)重變形，并引起樓體傾斜及墻體開裂。

2認(rèn)識和體會

（1）通過分析，我們認(rèn)為淺層巖溶極發(fā)育、土層厚度較薄、地下水長期在土巖交界面活動等是該樓地基變形的主要原因。（2）建筑物結(jié)構(gòu)自重和不恰當(dāng)?shù)钠渌祟惞こ袒顒诱T發(fā)或加快地面沉陷發(fā)生，而造成地基變形加劇。（3）復(fù)雜巖溶地區(qū)，工程建設(shè)應(yīng)加強巖溶塌陷地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性評價和采用綜合勘察方法查明巖溶發(fā)育特征，采取合適的工程措施和施工方法，才能確保工程安全。

作者：趙九輝 吳輝琴 黃建 江鵬 單位：廣西科技大學(xué)土木建筑工程學(xué)院 廣西北海地質(zhì)工程勘察院